Le télescope Fermi découvre un pulsar grâce à son émission gamma
Publié par Michel le 18/10/2008 à 00:00
Source: CNRS
Illustrations: © NASA/S. Pineault, DRAO
Le Fermi Gamma-ray Space Telescope (FGST) de la Nasa vient de découvrir pour la première fois un pulsar grâce à l'observation de son clignotement en rayons gamma. Environ trois fois par seconde, cette étoile à neutrons âgée de 10 000 ans envoie un faisceau de rayons gamma en direction de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des...). Cinq équipes françaises de l'IN2P3/CNRS, du CEA/Irfu et de l'Insu/CNRS ont participé à l'analyse et l'interprétation de ces résultats, publiés dans la revue Science Express (Express est un langage informatique servant à spécificier formellement des données. Il a fait l'objet d'une normalisation (ISO 10303-11).) du 16 octobre 2008.


Des nuages de particules chargées se déplacent le long des lignes de champ magnétiques
du pulsar (Un pulsar, dont le nom provient de l'abréviation de pulsating radio source (source radio pulsante), est le nom donné à une étoile à neutrons...) (en bleu) et créent un faisceau de rayons gamma (en violet)
à la manière d'un phare de marine

Un pulsar est une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la...) à neutrons en rotation rapide, correspondant au coeur effondré d'une étoile massive (Le mot massif peut être employé comme :) ayant explosé en supernova (Une supernova est l'ensemble des phénomènes conséquents à l'explosion d'une étoile, qui s'accompagne d'une augmentation brève mais...) en fin de vie (La vie est le nom donné :). Les astronomes ont recensé aujourd'hui presque 1 800 pulsars dans la Voie Lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule) est le nom de la galaxie...). La plupart ont été trouvés grâce à leurs signaux radio, une poignée d'entre eux seulement grâce à leurs très faibles "bips" en lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre électromagnétique qui est visible pour l'œil humain.) et en rayons X.

Ce nouveau pulsar, découvert par le satellite (Satellite peut faire référence à :) Fermi (voir notre news (NeWS est un système de fenêtrage conçu par James Gosling (qui a contribué à Java) et introduit par Sun Microsystems à la fin des...)), réside à l'intérieur d'un vestige de supernova connu sous le nom de CTA1, situé à environ 4 600 années-lumière dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation les relie par des lignes imaginaires, traçant...) de Céphée. La puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) et la sensibilité du télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la...) LAT ("Large Area Telescope", instrument principal de Fermi) ont permis de découvrir cet objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est...) en observant uniquement son rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) gamma. Le faisceau radio, bien qu'émis, manque probablement la Terre. Ce pulsar émet 1 000 fois plus d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) que le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type...) et son faisceau, tel celui d'un phare de marine, balaye la Terre toutes les 316,86 millisecondes.

Le LAT balaye l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble),...) du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) toutes les 3 heures (L'heure est une unité de mesure  :) et capte un photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées...) gamma par minute ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon, levée sur le terrain. Unités et...) venant de CTA1. Cela est suffisant pour établir la périodicité de l'émission et déterminer la période de rotation (La période de rotation désigne la durée mise par un astre (étoile, planète, astéroïde) pour faire un tour sur lui même. Par exemple, la Terre a une période de rotation d'environ 24 heures.) de l'étoile et son taux de ralentissement (Le signal de ralentissement (de type SNCF) annonce une aiguille (ou plusieurs) en position déviée qui ne peut être franchie à la vitesse normale de la ligne.). Le faisceau du pulsar naît des effets combinés du champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité...) intense et de la rotation rapide de l'étoile à neutrons. Les particules chargées s'échappent des pôles magnétiques de l'étoile à une vitesse (On distingue :) proche de celle de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est...) pour créer le faisceau de rayons gamma que Fermi détecte. Parce que l'énergie qui s'échappe par ce rayonnement est fournie par la rotation même de l'étoile, celle-ci ralentit graduellement. Dans le cas de CTA1, sa période de rotation augmente d'une seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité...) tous les 87 000 ans.


Le télescope Fermi a découvert le premier pulsar grâce à son émission gamma.
Le pulsar (ici en médaillon) se trouve dans le vestige de supernova CTA 1
dans la constellation de Céphée

La découverte réalisée par le satellite Fermi montre le chemin à suivre pour trouver les nombreux pulsars jeunes qui se cachent dans la Galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.). A peine 2 000 sont connus alors qu'on en attend près de 20 000 âgés de moins d'un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui précède un million un (1 000 001)....) d'années. Tous ne seront pas assez proches pour être détectés mais les scientifiques espèrent que CTA1 est le premier d'une longue série qui permettra de mieux comprendre comment les pulsars peuvent produire ces incroyables faisceaux de lumière et de particules très énergétiques.

Le Fermi Gamma-ray Space Telescope de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est...) est développé en collaboration avec le Département de l'Energie américain, avec d'importantes contributions d'instituts et partenaires en France, Allemagne, Italie, Japon, Suède et aux Etats-Unis.

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